JP4302028B2 - 透明電極膜基板の検査装置及びその方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、透明電極膜基板、例えば、太陽電池に用いられる透明電極膜基板などを検査する装置に関するものである。

従来、薄膜太陽電池は、例えば、図１３に示すように、透明なガラス基板の上に透明電極膜（ＴＣＯ膜）、半導体膜（例えば、ｐ層、ｉ層、ｎ層など）、及び裏面電極膜を順に積層する工程を経て製造される。
ところで、この透明なガラス基板の上に透明電極膜を積層した透明電極膜基板に、ある大きさ以上のピンホールや異物が存在している場合には、この透明電極膜基板の上に、上述の半導体膜、裏面電極膜を順に積層して薄膜太陽電池を製造しても、最終的に出来上がった薄膜太陽電池の光電変換率が悪く、所定の発電効率が得られない欠陥品となってしまう。
従って、透明電極膜基板の上に半導体膜、裏面電極膜を積層する前に、透明電極膜基板の欠陥検査を行う必要がある。

このような、透明電極膜基板に発生したピンホールや付着した異物などの欠陥の検査は、従来、目視に頼って行われていたが、定量性に欠けるなどの問題があった。
そこで、欠陥検査を自動的に行う装置が開発、提案されている。
このような透明電極膜基板の欠陥検査を自動的に行う装置として、例えば、特開２０００−３５３８１４号公報（特許文献１）に示されるものがある。
上記特許文献１には、白色光源の反射スペクトルの分光分析を行うことにより、透明電極膜基板の膜厚状態を光学的に評価する技術が開示されている。
特開２０００−３５３８１４号公報（段落［００２５］〜［００３１］、及び図１）

上記特許文献１に開示されている発明によれば、自動で定量的に異物などの混入を判断することが可能であるが、基板の状態を人が確認するためには、検査ライン上に配置されている基板を一旦取り出さなければならなかった。このため、基板がライン上に配置されたままの状態で、基板の状態を目視することができないという不都合があった。
そこで、基板がライン上に配置されたままの状態でも基板の状態を目視できるとともに、定量的に基板の評価を行うことが可能な検査装置の開発が望まれている。

ここで、例えば、基板の状態を検査する手法として、基板の状態を撮影装置などによって撮影し、これら画像を信号処理することにより、基板上の異物などを自動的に検出する検査手法が知られている。
このような画像処理による検査手法によれば、撮影した画像をモニタなどに映し出すことにより、目視が可能となり、また、自動的に定量的な評価が実現できる。
しかしながら、薄膜太陽電池に用いられるような透明電極膜基板は、基板が透明である上、ピンホールや異物なども透明であることが多いため、ピントあわせが非常に難しい。
このため、従来の画像処理をそのまま適用した場合、鮮明な画像が得られない、基板と欠陥とが一体化してしまうことから基板と欠陥との区別がつかないなどの種々の問題が生じ、基板の検査を精度良く行うことができなかった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、薄膜太陽電池の透明電極膜基板の状態を定量的に精度よく検査でき、且つ、検査ライン上に基板を配置したままの状態で成膜状態などを目視できる透明電極膜基板の検査装置及びその方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、検査ライン上に配置された薄膜太陽電池用の透明電極膜基板の表面を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により取得された画像を処理することにより、前記透明電極膜基板に存在する欠陥を検出し、前記透明電極膜基板の検査を行う処理装置と、前記撮影装置により取得された画像を表示する表示装置とを備え、前記撮影装置は、フォーカス位置を変化させるフォーカス位置変更機構を備え、前記処理装置は、前記撮影装置により取得されたフォーカス位置の異なる前記複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出できるまで、所定の順番に従って前記画像を一枚一枚検索し、前記所定値以上の輝度を有する画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定し、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を前記複数の画像の中から抽出し、抽出した前記画像を前記フォーカス合致画像とし、抽出した前記フォーカス合致画像を用いて、前記欠陥を検出する透明電極膜基板の検査装置を提供する。

本発明によれば、撮影装置は、フォーカス位置を変化させた複数の画像を取得する。処理装置は、撮影装置により取得された複数の画像を処理し、欠陥を検出する。そして、例えば、検出された欠陥の数の合計、又は、検出された欠陥の大きさなどに応じて、透明電極膜基板の合否判定などの検査を行う。
この場合において、処理装置は、各測定点において、フォーカスが最も合致しているフォーカス合致画像、例えば、コントラスト比が最も大きな画像を用いて、欠陥を検出するため、基板に対して欠陥を明確にすることが可能となり、欠陥を正確に検出することができる。
更に、フォーカス合致画面などを表示する表示装置を備えるので、基板を検査ライン上に配置したままの状態で、基板の状態を人間が目視することが可能となる。

本発明によれば、処理装置は、フォーカス位置を変えて取得された複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出されるまで、所定の順番に従って画像を一枚一枚検索し、前記画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定する。
例えば、処理装置は、所定の順番に従って、複数の画像の中から１枚の画像を抽出し、この画像の中に輝度が所定の値以上の画素があるか否かを検索する。この時点で、輝度が所定の値以上の画素が検出できれば、この画素の座標を特定する。一方、このような画素が検出できなければ、次の順番に設定されている画像について、上記画素を同様に検索する。

このようにして、所定の値以上の輝度を有する画素の座標が特定されると、処理装置は、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を複数の画像の中から抽出し、この画像をフォーカス合致画像に決定する。
このように、最初に検出された所定の値以上の輝度を有する画素の座標に注目し、この画素の座標における輝度が最も高い画像をフォーカス合致画像として特定するので、非常に簡単な処理により、速やかにフォーカスが最も合致している画像を選定することが可能となる。

また、例えば、取得された複数の画像の全てを検索した結果、所定の値以上の輝度を有する画素が検出できなかった場合には、欠陥が存在しないと判断することができる。
また、例えば、一の画像において、所定の値以上の輝度を有する複数の画素が検出できた場合には、その中で最も輝度が高い座標を特定する。
所定の値以上の輝度を有する画素の検出は、例えば、画像がカラー画像信号（ＲＧＢ信号）にて構成されていたときには、このカラー画像信号（ＲＧＢ信号）を二次元配列することにより、二次元画像（原画像）を生成し、この原画像に空間フィルタによるエッジ検出処理を施すことにより、エッジ検出処理画像を生成し、このエッジ検出処理画像のうち、微分値が所定値以上である画素を検出することにより実現することが可能である。

更に、前記処理装置は、フォーカス位置が最も合致していると推定される初期フォーカス位置にて取得された画像を一番目に検索し、その後、前記初期フォーカス位置に近いフォーカス位置において取得された画像から順に検索することが好ましい。

本発明によれば、フォーカス位置が最も合致していると推定される初期フォーカス位置にて取得された画像を一番目に検索し、その後、この初期フォーカス位置に近いフォーカス位置にて取得された画像から順に検索し、所定の値以上の輝度を有する画素を検出する。このように、フォーカス位置が最も合致していると推定される画像、例えば、コントラスト比が最も高いと推定される画像から順に、所定の値以上の輝度を有する画素の検索を行うので、このような画素を早期に特定することが可能となり、処理時間を短縮することができる。

更に、前記処理装置は、前記フォーカス合致画像を二次元配列して、二次元画像を生成し、前記二次元画像に、空間フィルタによるエッジ検出処理を施して、エッジ検出処理画像を生成し、前記エッジ検出画像の輝度に基づいて、輝度ヒストグラムを作成し、前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記エッジ検出画像を二値化するための閾値を特定し、特定した前記閾値を用いて、前記エッジ検出画像から二値化画像を生成し、前記二値化画像を加工した判定画像において、前記欠陥を検出することが好ましい。

本発明によれば、フォーカス合致画像を二次元配列することにより二次元画像を生成し、この二次元画像に、空間フィルタによるエッジ検出処理を施すことにより、エッジ検出処理画像を生成する。そして、このエッジ検出画像を所定の閾値に基づいて二値化することにより、二値化画像を生成し、この二値化画像に所定の加工を施した判定画像において、欠陥を検出する。
この場合において、エッジ検出画像から得た輝度ヒストグラムに基づいて、エッジ検出画像から二値化画像を得る際に用いる閾値を決定するので、画像の映り具合に応じて個別に二値化を行うことが可能となる。これにより、二値化を適切に行うことができるので、欠陥を精度よく検出することができる。

本発明は、検査ライン上に配置された薄膜太陽電池用の透明電極膜基板の表面の画像を処理することにより、前記透明電極膜基板に存在する欠陥を検出し、前記透明電極膜基板の検査を行う透明電極膜基板の検査方法であって、フォーカス位置が異なる複数の画像を取得する過程と、取得されたフォーカス位置の異なる前記複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出できるまで、所定の順番に従って前記画像を一枚一枚検索し、前記所定値以上の輝度を有する画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定し、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を前記複数の画像の中から抽出し、抽出した前記画像を前記フォーカス合致画像とする過程と、抽出した前記フォーカス合致画像を用いて、前記欠陥を検出する過程と、前記フォーカス合致画像を表示する過程とを備える透明電極膜基板の検査方法を提供する。

本発明は、検査ライン上に配置された薄膜太陽電池用の透明電極膜基板の表面を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により取得された画像を処理することにより、前記透明電極膜基板に存在する欠陥を検出し、前記透明電極膜基板の検査を行う処理装置と、前記撮影装置により取得された画像を表示する表示装置とを備える透明電極膜基板の検査装置に用いられ、前記処理装置により実行される透明電極膜基板の検査用プログラムであって、取得されたフォーカス位置の異なる前記複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出できるまで、所定の順番に従って前記画像を一枚一枚検索し、前記所定値以上の輝度を有する画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定し、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を前記複数の画像の中から抽出し、抽出した前記画像を前記フォーカス合致画像とする処理と、抽出した前記フォーカス合致画像を用いて、前記欠陥を検出する処理とをコンピュータに実行させるための透明電極膜基板の検査用プログラムを提供する。

本発明の透明電極膜基板の検査装置によれば、基板の状態を定量的に精度よく検査することができるとともに、基板を検査ライン上に配置したままの状態で、基板の状態を確認することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る透明電極膜基板の欠陥検査について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る透明電極膜基板の検査装置の構成を示した図である。
図１に示されるように、本実施形態に係る透明電極膜基板の検査装置１において、検査ラインに配置された搬送コンベア５は、検査対象である薄膜太陽電池用の透明電極膜基板（以下、「ＴＣＯ基板」という。）Ａを水平状態に保ったまま搬送方向Ｙに搬送する。搬送コンベア５には、図示しない光電スイッチやロータリーエンコーダなどが配置されている。これら光電スイッチやロータリーエンコーダからの出力信号は、ライン制御装置６に入力される。ライン制御装置６は、これら信号に基づいて、搬送コンベア５を制御し、ＴＣＯ基板Ａを所定の位置に移動、停止させる。

搬送コンベア５の上方には、撮影装置２が配置されている。撮影装置２は、例えば、６台のマイクロスコープ装置２１を備えて構成されている。これらマイクロスコープ装置２１は、ＴＣＯ基板Ａの搬送方向Ｙに直交するように、一列に配置されている。
マイクロスコープ装置２１は、図２に示すように、マイクロスコープ２２、リニアゲージ２３、及びＺ軸ステージ（フォーカス位置変更機構）２４が一体化された構成をとる。
上記マイクロスコープ２２は、検査ライン上に配置されているＴＣＯ基板Ａの表面を撮影する。リニアゲージ２３は、ＴＣＯ基板Ａの位置を検出する。Ｚ軸ステージ２４は、ＴＣＯ基板Ａの表面に対して垂直な面方向（以下、「Ｚ軸方向」という。）に移動することにより、一体化されているマイクロスコープ２２の位置をＺ軸方向に移動させる。これにより、マイクロスコープ２２とＴＣＯ基板Ａの表面との間の距離が変化するので、マイクロスコープ２２のフォーカス位置を変化させることが可能となる。なお、Ｚ軸ステージ２４は、図１に示した処理装置３に接続されており、この処理装置３によってＺ軸方向の移動制御が行われる。上記マイクロスコープ装置２１には、図示しない照明器が配置されている。照明器は、例えば蛍光灯により構成されており、図示しない調光器により明るさが調整される。

上記６台のマイクロスコープ装置２１からなる撮影装置２は、図３に示すように、６点×７列からなる計４２点の測定点におけるＴＣＯ基板Ａの表面を撮影する。
撮影装置２により取得された画像データは、例えば、図１に示すように、ＮＴＳＣ信号として処理装置３へ出力される。このＮＴＳＣ信号は、赤成分画像信号Ｒと、緑成分画像信号Ｇと、青成分画像信号Ｂを含んでいる。
処理装置３は、撮影装置２から取得したＴＣＯ基板の表面の画像データであるＮＴＳＣ信号を処理することにより、ＴＣＯ基板Ａに存在する欠陥を検出し、ＴＣＯ基板Ａの検査を行う。モニタ（表示装置）４は、処理装置３から出力される所定のＮＴＳＣ信号に基づいて、画像を表示させる。

次に、上記構成からなる本実施形態に係る透明電極膜基板の検査装置の作用について説明する。
なお、本実施形態において、検査対象となるＴＣＯ基板Ａは、図３に示すように、長さ１４００ｍｍ、幅１１００ｍｍの大きさとする。
まず、ライン制御装置６は、搬送コンベア５を制御して、ＴＣＯ基板を搬送方向Ｙに移動させる。そして、各マイクロスコープ装置２１が備えるマイクロスコープ２２の真下に、ＴＣＯ基板Ａの１列目の測定点（図３における座標１−１から１−６）が位置した時点で、搬送コンベア５を停止させ、処理装置３に対して検査スタート信号Ｓを送信する。

処理装置３は、上記検査スタート信号Ｓを受信すると、１列目の測定点（図３における座標１−１から１−６）について、ＴＣＯ基板の検査を実行する。この検査は、処理装置３が備えるＣＰＵが、処理装置３内のメモリ或いはコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されている透明電極膜基板の検査用プログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、実現されるものである。
以下、処理装置３により実行される透明電極膜基板の検査処理について、図４を参照して説明する。なお、以下の検査処理は、測定点毎にそれぞれ行われる。

まず、処理装置３は、待機位置移動処理（図４のステップＳＡ１）を行う。これは、例えば、図５に示すように、各マイクロスコープ装置２１（図１参照）が備えるＺ軸ステージ２４（図２参照）をＺ軸方向に移動させることにより、リニアゲージ２３の先端とＴＣＯ基板Ａとの間の距離を３ｍｍから５ｍｍとする。
続いて、処理装置３は、基板位置検出処理（図４のステップＳＡ２）を行う。この処理では、各Ｚ軸ステージ２４を下降（ＴＣＯ基板Ａに近づく方向）させることにより、図６に示すように、リニアゲージ２３の先端をＴＣＯ基板Ａに着板させる。着板の有無は、例えば、リニアゲージ２３のカウンタをチェックすることにより判定することが可能である。

続いて、処理装置３は、取込開始位置移動処理（図４のステップＳＡ３）を行う。この処理では、図７に示すように、各Ｚ軸ステージ２４を上昇（ＴＣＯ基板Ａから遠ざかる方向）させることにより、マイクロスコープ２２を画像取込開始位置まで移動させる。
例えば、画像取込開始位置は、フォーカス位置が最も合致していると推定される初期フォーカス位置に、画像取込区間の半分の距離を加算した位置となる。これを数式にて表すと、以下の（１）式により表すことができる。
取込開始位置＝初期フォーカス位置＋（画像取込区間／２） （１）
ここで、画像取込区間とは、ＴＣＯ基板Ａの表面を撮影するときに、フォーカス位置を移動させる距離に相当し、最もＴＣＯ基板に近いフォーカス位置から最もＴＣＯ基板から遠いフォーカス位置までの距離をいう。本実施形態では、例えば、画像取込区間を２００μｍに設定している。

続いて、処理装置３は、画像取込処理（図４のステップＳＡ４）を行う。この処理では、各マイクロスコープ２２のフォーカス位置を除々に変化させながら、マイクロスコープ２２により、ＴＣＯ基板Ａの表面を複数回にわたって撮影する。
例えば、本実施形態では、初期フォーカス位置を中心に、上記画像取込区間にわたり、上下２０μｍ間隔でフォーカス位置を定め、各フォーカス位置におけるＴＣＯ基板Ａの表面の撮影を行う。
撮影は、ＴＣＯ基板Ａから最も離れたフォーカス位置である取込開始位置から開始し、除々にＴＣＯ基板Ａに近づく順番で、上記各フォーカス位置にて画像を取り込む。
本実施形態では、画像取込区間を２００μｍに設定しているため、計１１回の撮影が実施され、１回目の撮影において、フォーカス位置を画像取込開始位置とした画像が取り込まれ、６回目の撮影において、フォーカス位置を初期フォーカス位置とした画像が取り込まれることとなる。
マイクロスコープ２２により取り込まれた画像は、ＮＴＳＣ信号として処理装置３へ出力される。
これにより、処理装置３は、異なるフォーカス位置において取得された複数の画像（以下「取り込み画像」という。）を得ることができる。

次に、処理装置３は、欠陥検出処理（図４のステップＳＡ５）を行う。この処理では、例えば、図８に示すような処理手順により行われる。
まず、注目点特定処理が行われる（図８のステップＳＢ１）。
この処理では、まず、上述の画像取込処理（図４のステップＳＡ４）において、異なるフォーカス位置で取得された複数の画像（本実施形態では、１１枚の画像）において、輝度が所定の値以上である画素が検出されるまで、所定の順番に従って画像を一枚一枚検索し、画素が検出できた時点で、その画素を注目点として特定し、この注目点の座標（Ｘ，Ｙ）を特定する。

具体的には、まず、上述の画像取込処理（図４のステップＳＡ４）において、フォーカス位置を変えながら取込まれた１１枚の画像のうち、初期フォーカス位置における画像、つまり、６回目の取込画像を抽出する（図９のステップＳＣ１）。次に、ステップＳＣ１において抽出した取込画像において、輝度が所定の値以上である画素が存在するか否かを判定する（ステップＳＣ２）。

この結果、輝度が所定の値以上である画素が存在した場合には（ステップＳＣ２において「YES」）、その画像において、そのような画素が複数存在するか否かを判定する（ステップＳＣ３）。この結果、輝度が所定の値以上である画素が１つだけ存在した場合には（ステップＳＣ３において「NO」）、その画素を注目点として特定し（ステップＳＣ４）、当該処理を終了する。
一方、輝度が所定の値以上である画素が複数存在した場合、例えば、図１０に示すように、一枚の画像において複数（７点）検出された場合には（ステップＳＣ３において「YES」）、この中から最も輝度が高い点（例えば、図中、点Ｐ）を注目点として特定し（ステップＳＣ５）、注目点特定処理を終了する。

一方、ステップＳＣ２において、初期フォーカス位置で取得された画像に、輝度が所定の値以上である画素が存在しなかった場合には（図９のステップＳＣ２において「NO」）、画素の検索が行われていない１０枚の画像のうち、初期フォーカス位置に最も近いフォーカス位置において取得された画像、例えば、５回目の取込画像を抽出する（図９のステップＳＣ６）。そして、この画像に、輝度が所定の値以上の画素が存在するか否かを判定する（ステップＳＣ２）。このようにして、輝度が所定の値以上の画素が検出されるまで、処理装置３は、ステップＳＣ６とステップＳＣ２の処理を繰り返し行う。
なお、全ての画像において、輝度が所定の値以上の画素が存在しなかった場合、つまり、１１枚の画像において、輝度が所定の値以上の画素が一つも存在しなかった場合には、この測定点における欠陥はないと判定し、当該処理を終了する。

上述の所定の値以上の輝度を有する画素の検出は、例えば、画像がカラー画像信号（ＲＧＢ信号）にて構成されていたときには、このカラー画像信号（ＲＧＢ信号）を二次元配列することにより、二次元画像（原画像）を生成し、この原画像に空間フィルタによるエッジ検出処理を施すことにより、エッジ検出処理画像を生成し、このエッジ検出処理画像のうち、微分値が所定値以上である画素を検出することにより実現することが可能である。

上述した注目点特定処理（図８のステップＳＢ１）において、注目点が特定されると、処理装置３は、続いて、フォーカス合致画像特定処理（図８のステップＳＢ２）を行う。
この処理では、まず、図４の画像取込処理において取り込まれた１１枚の画像全てにおける上記注目点Ｐの座標（Ｘ，Ｙ）の輝度を検出し、この座標（Ｘ，Ｙ）における輝度が最も高い画像をフォーカス合致画像に特定する。
例えば、各画像における注目点Ｐの座標（Ｘ，Ｙ）の輝度が、図１１に示すような値を示した場合には、輝度が最も高い６回目の取込画像をフォーカス合致画像として特定する。

次に、処理装置３は、欠陥特定処理を行う（図８のステップＳＢ３）。この処理では、上述のフォーカス合致画像特定処理（図８のステップＳＢ２）で特定したフォーカス合致画像を二次元配列して、二次元画像を生成し、この二次元画像に、空間フィルタによるエッジ検出処理を施して、エッジ検出処理画像を生成する。
続いて、エッジ検出画像の輝度に基づいて、輝度ヒストグラムを作成し、この輝度ヒストグラムに基づいて、エッジ検出画像を二値化するための二値化閾値を特定する。
ここで、図１２に輝度ヒストグラムの一例を示す。図１２に示すように、輝度ヒストグラムは、各輝度における画素数をグラフ化したものである。この輝度ヒストグラムにおいて、画素数が予め設定されている指定値以下になる境界点を二値化閾値に特定する。
そして、この二値化閾値を用いて、エッジ検出画像から二値化画像を生成し、この二値化画像に膨張・穴埋・収縮処理を行うことにより、判定画像を生成する。そして、この判定画像において、面積が所定の値以上であり、且つ、このエリアにおける平均輝度が所定の値以上である箇所を欠陥として特定する。
そして、欠陥として特定した箇所の合計を当該測定点における欠陥の数として保存する。
以上の処理が終了すると、図４のステップＳＡ５における欠陥検出処理が終了する。

処理装置３は、図３に示した１列目の測定点（座標１−１から１−６）について、上述した図４のステップＳＡ１からステップＳＡ５までの処理を実行することにより、各測定点における欠陥の数を保存すると、続いて、全ての測定点、つまり図３に示した４２点の測定点について、上述の処理が終了したか否かを判定する（図４のステップＳＡ６）。
この結果、まだ、１列目の測定点しか検査を行っていないので（ステップＳＡ６において「NO」）、処理装置３は、ライン制御装置６に対して、基板搬送指令を出力する（ステップＳＡ７）。
これにより、ライン制御装置６は、ＴＣＯ基板Ａを搬送方向Ｙに搬送させ、次の測定点の列、つまり２列目の各測定点がマイクロスコープの下に位置するところでＴＣＯ基板Ａを停止させる。
これにより、処理装置３は、２列目における測定点（座標２−１から２−６）のそれぞれにおいて、図４に示したステップＳＡ１からＳＡ５の処理を行う。

このようにして、ステップＳＡ１からステップＳＡ７の処理が繰り返し行われることにより、全ての測定点について、欠陥が特定されると（ステップＳＡ６において「YES」）、処理装置３は、当該ＴＣＯ基板ＡのＩＤを取り込み（ステップＳＡ８）、このＴＣＯ基板Ａの合否判定を行う（ステップＳＡ９）。
合否判定は、例えば、ステップＳＡ５の欠陥検出処理において、欠陥が２０箇所以上特定された測定点が５つ以上あるか否かにより判定される。
この結果、欠陥が２０箇所以上特定された測定点が５つ以上ある場合には、当該基板をＮＧ基板として判定し、一方、５つ未満である場合には、当該基板を正常な基板として判定し、当該処理を終了する。

なお、上述した全体の処理を通して、処理装置３は、表示装置４に対して現在処理を実施している測定点における画像信号を適宜出力し、取込画像などを表示させる。これにより、表示装置には、フォーカス合致画像、また、このフォーカス合致画像が加工処理された判定画像などが表示される。この結果、基板を検査ラインに設置したままで、作業員などが基板の状態を目視することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る透明電極膜基板の検査装置によれば、処理装置３が、各測定点においてフォーカスが最も合致しているフォーカス合致画像を用いて、欠陥を検出するため、基板に対して欠陥を明確にすることが可能となり、欠陥を正確に検出することができる。
更に、フォーカス合致画面などを表示する表示装置を備えるので、基板を検査ライン上に配置したままの状態で、基板の状態を人間が目視することができる。

なお、本実施形態における上述の画像取込処理では、各フォーカス位置において画像を１枚ずつ取得するようにしていたが、各フォーカス位置において取得する画像の枚数は、適宜変更することができる。例えば、各フォーカス位置において、画像を２０枚ずつ取り込み、２０枚の画像を平滑化した１枚の画像をそのフォーカス位置での画像として、後の処理において取り扱うようにすることも可能である。
また、欠陥検出処理（図４のステップＳＡ５）の欠陥特定処理（図８のステップＳＢ３）では、エッジ検出画像から二値化画像を生成し、この二値化画像に膨張・穴埋・収縮処理を行うことにより、判定画像を生成し、この判定画像において、面積が所定の値以上であり、且つ、このエリアにおける平均輝度が所定の値以上である箇所を欠陥として特定していたが、欠陥の特定の手法は、この手法に限られない。
例えば、パターンマッチングによる手法、空間微分を使用する手法などを用いて、欠陥の特定を行うようにしても良い。このような場合であっても、本実施形態によれば、コントラスト比が最も高いフォーカス合致画像を使用するので、透明基板と欠陥との区別がつきやすく、精度良く欠陥を特定することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、リニアゲージ２３により基板位置を検出していたが、非接触式のセンサを用いて基板位置を検出するようにしても良い。

本発明の一実施形態に係る透明電極膜基板の検査装置の構成を示した図である。 図１のマイクロスコープ装置の構成を示す図である。 ＴＣＯ基板上に設定された測定点を示す図である。 処理装置により行われる透明電極膜基板の検査処理の手順を示すフローチャートである。 図４の待機位置移動処理におけるマイクロスコープとＴＣＯ基板との位置関係を示す図である。 図４の基板位置検出処理におけるマイクロスコープとＴＣＯ基板との位置関係を示す図である。 図４の取込開始位置移動処理におけるマイクロスコープとＴＣＯ基板との位置関係を示す図である。 図４の欠陥検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図８の注目点特定処理の処理手順を示すフローチャートである。 注目点を説明するための説明図である。 各取込画像における注目点の座標の輝度を示した図である。 輝度ヒストグラムの一例を示した図である。 薄膜太陽電池の製造工程の一例を示す図である。

符号の説明

１ 透明電極膜基板の検査装置
２ 撮影装置
３ 処理装置
４ モニタ
２１ マイクロスコープ装置
２２ マイクロスコープ
２３ リニアゲージ
２４ Ｚ軸ステージ

Claims (5)

1. 検査ライン上に配置された薄膜太陽電池用の透明電極膜基板の表面を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により取得された画像を処理することにより、前記透明電極膜基板に存在する欠陥を検出し、前記透明電極膜基板の検査を行う処理装置と、前記撮影装置により取得された画像を表示する表示装置とを備え、
   前記撮影装置は、フォーカス位置を変化させるフォーカス位置変更機構を備え、
   前記処理装置は、
   前記撮影装置により取得されたフォーカス位置の異なる前記複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出できるまで、所定の順番に従って前記画像を一枚一枚検索し、前記所定値以上の輝度を有する画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定し、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を前記複数の画像の中から抽出し、抽出した前記画像を前記フォーカス合致画像とし、抽出した前記フォーカス合致画像を用いて、前記欠陥を検出する透明電極膜基板の検査装置。
2. 前記処理装置は、フォーカス位置が最も合致していると推定される初期フォーカス位置にて取得された画像を一番目に検索し、その後、前記初期フォーカス位置に近いフォーカス位置において取得された画像から順に検索する請求項１に記載の透明電極膜基板の検査装置。
3. 前記処理装置は、
   前記フォーカス合致画像を二次元配列して、二次元画像を生成し、
   前記二次元画像に、空間フィルタによるエッジ検出処理を施して、エッジ検出処理画像を生成し、
   前記エッジ検出画像の輝度に基づいて、輝度ヒストグラムを作成し、
   前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記エッジ検出画像を二値化するための閾値を特定し、
   特定した前記閾値を用いて、前記エッジ検出画像から二値化画像を生成し、
   前記二値化画像を加工した判定画像において、前記欠陥を検出する請求項１または請求項２に記載の透明電極膜基板の検査装置。
4. 検査ライン上に配置された薄膜太陽電池用の透明電極膜基板の表面の画像を処理することにより、前記透明電極膜基板に存在する欠陥を検出し、前記透明電極膜基板の検査を行う透明電極膜基板の検査方法であって、
   フォーカス位置が異なる複数の画像を取得する過程と、
   取得されたフォーカス位置の異なる前記複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出できるまで、所定の順番に従って前記画像を一枚一枚検索し、前記所定値以上の輝度を有する画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定し、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を前記複数の画像の中から抽出し、抽出した前記画像を前記フォーカス合致画像とする過程と、
   抽出した前記フォーカス合致画像を用いて、前記欠陥を検出する過程と、
   前記フォーカス合致画像を表示する過程と
   を備える透明電極膜基板の検査方法。
5. 検査ライン上に配置された薄膜太陽電池用の透明電極膜基板の表面を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により取得された画像を処理することにより、前記透明電極膜基板に存在する欠陥を検出し、前記透明電極膜基板の検査を行う処理装置と、前記撮影装置により取得された画像を表示する表示装置とを備える透明電極膜基板の検査装置に用いられ、前記処理装置により実行される透明電極膜基板の検査用プログラムであって、
   取得されたフォーカス位置の異なる前記複数の画像において、輝度が所定の値以上である画素が検出できるまで、所定の順番に従って前記画像を一枚一枚検索し、前記所定値以上の輝度を有する画素が検出できた時点で、その画素の座標を特定し、特定した前記画素の座標における輝度が最も高い画像を前記複数の画像の中から抽出し、抽出した前記画像を前記フォーカス合致画像とする処理と、
   抽出した前記フォーカス合致画像を用いて、前記欠陥を検出する処理と
   をコンピュータに実行させるための透明電極膜基板の検査用プログラム。

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